聚焦概念構建 重視素養落地

《義務教育生物學課程標準》（2022年版）（以下簡稱新課標）中提出教師要深入理解“內容聚焦大概念”的內涵和意義。大概念教學需要從一般性事實出發，逐步推進，利用學生熟悉的社會生活和生產實踐創設真實情境，將多個一般性事實聯系起來，實現教學內容的結構化，能進一步提高學生的學習品質，培養核心素養。筆者以“基因 控制生物的性狀”情境教學為例，談談如何聚焦概念構建，發展學生的生物學核心素養。

一、教學內容分析

1.概念構建思路

“基因控制生物的性狀”該內容隸屬主題六“遺傳與進化”。本內容需通過事實性知識構建4個次位概念（7.2.2基因是包含遺傳信息的DNA片段，隨配子由親代傳給子代；7.2.4生物的性狀是由基因組成和環境共同決定的；7.2.5遺傳信息發生改變可以引起生物變異；7.2.6雜交育種、轉基因等技術促進了農業發展）。這4個次位概念共同支撐重要概念“7.2生物體的性狀主要由基因控制”進而構建大概念“7遺傳信息控制生物性狀，并由親代傳遞給子代”。在本節課的教學中，筆者以拯救患病木瓜為情境主線貫穿全部一般性事實構建出次位概念，通過次位概念簡單交叉融合共同支撐重要概念，進一步構建出大概念，在各級概念構建的過程中培養了學生的科學思維，發展學生的核心素養。

2.教學目標

初中生物學教學的目標不僅僅是傳授知識，更重要的是培養學生的科學探究能力、實驗操作能力和解決實際問題的能力。基于新課標的內容要求、學業要求和學業質量標準，以學科核心素養的培養為最終目的，筆者制定本節課的教學目標如下：

（1）通過觀察、品嘗木瓜，說出木瓜所表現出來的各種特征，從而歸納出性狀的概念。

（2）主動參與調查性狀的活動，從相似的例子中總結出相對性狀的概念并能就具體實例區分性狀和相對性狀。回憶與自己父母相同或不同的性狀，區分遺傳與變異，并能就木瓜實例作出準確的判斷。

（3）觀看轉基因鼠的微課并結合課本資料，合作討論解決轉基因鼠的相關問題，說明基因控制生物的性狀，并能從該實例中提出拯救患病木瓜的辦法。閱讀科學家研制轉基因番木瓜的過程，試著用圖片模擬轉基因番木瓜的研究過程，進一步闡釋基因控制生物的性狀。

（4）利用環境會影響生物等相關知識，分析云南紅心木瓜比廣西紅心木瓜略甜的原因，總結出性狀不僅受基因的控制還受環境的影響。

（5）通過對轉基因鼠、轉基因番木瓜的實例分析，認識到轉基因技術對人類生產生活的推動作用。閱讀范懷忠、李華平教授等研究轉基因番木瓜的辛路歷程并談談自身感受，認同科學家為科技進步付出的努力和習近平總書記所說“科學成就離不開精神的支撐”。

3.教學知識框架

本次教學以思維導圖的形式構建概念體系，如圖1所示。

二、教學過程與設計意圖

1.利用實物，導入本節新課

教師展示木瓜，介紹其來源和名字。教師用圖片展示不同木瓜品種并提出問題：不同木瓜表現出不同特征的根本原因是什么？學生回答：基因。教師接著提出問題：基因與這些特征是什么關系？這些特征在生物學上被稱為什么？由此，教師導入新課。

設計意圖：教師利用實物導入新課，激發學生的學習興趣，以提問的方式激發學生的求知欲。

2.創設情境，明確學習任務

介紹木瓜背景：木瓜曾經深受環斑病毒的侵害，使其果實表面出現環狀斑，果苗枯萎，葉子變得畸形。這種病害最早于1949年在夏威夷被發現，之后迅速蔓延到全球，是公認的毀滅性病害，在我國廣州、南寧地區發病率達90%以上，可以說當時我國木瓜的產量幾乎為零。據此提出問題：現在所見的木瓜從何而來？如何拯救木瓜呢？

設計意圖：用拯救患病木瓜作為情境貫穿全部內容，有利于學生建立概念之間的內在聯系。

3.木瓜為例，認識分析性狀

教師請學生觀察木瓜并回答觀察到的特征，組織學生品嘗木瓜。教師總結：木瓜所表現出來的這些特征在生物學中稱為性狀。教師繼續詢問：顏色、形狀、味道都是我們觀察出來的嗎？學生回答：味道是品嘗出來的。教師引導總結：味道屬于生理特征，顏色和形狀屬于形態結構特征。接著教師舉例拓展：人類的膚色是什么特征？人類的體溫是什么特征？學生回答：分別是形態結構和生理特征。教師繼續追問：小明同學習慣用右手寫字，這是哪一類特征？接著，教師引導學生總結出性狀還有行為方面的特征。教師根據以上例子引導學生歸納出性狀的概念并整理到學案思維導圖中。

設計意圖：通過實物觀察和聯系自身舉例，教師歸納出性狀的概念，促進學生對概念的理解與建構。用思維導圖的方式整理概念，有利于學生建立概念之間的內在聯系，形成概念體系。

4.調查活動，認識相對性狀

教師利用慣用手引入：生活中有些人習慣用左手，有些人習慣用右手，在慣用手這一性狀中有不同的表現形式，像這樣的例子還有許多。然后，教師組織學生調查本班學生眼瞼形狀及血型上的不同表現形式，結合本節課主題木瓜的味道、木瓜花的顏色和植株高度的不同表現形式，請學生舉出相似的例子并從相似的例子中歸納出它們的共同之處，從而得出相對性狀的概念，歸納整理到思維導圖中。在鞏固提升問答環節中，教師給出三個木瓜品種的比較表格（如表1），請學生找出其中提到的性狀和相對性狀，并提出以下問題：①分析木瓜的性狀橢圓和葉片顏色淺綠為什么不是一對相對性狀？②不抗病毒性的相對性狀是什么？③為什么木瓜易受環斑病毒的侵害？④要想拯救木瓜就應該讓它擁有什么性狀？怎么才能讓它擁有這一性狀呢？

設計意圖：歸納總結的方式，既有利于培養學生的科學思維，又能幫助學生建構概念。對木瓜實例的深入分析有利于培養學生分析與解決問題的能力，激發學生探索拯救木瓜方法的興趣。

5.聯系自身，區分遺傳變異

教師引入：生活中我們發現，我們和父母有些性狀相同，有些不同，請舉例說明自身與父母性狀相同或不同的例子。學生經過回憶能夠回答出如耳垂、卷舌、眼瞼形狀等方面與父母相同或不同的例子。教師引導學生總結出遺傳和變異的概念，再遷移到木瓜上，就遺傳和變異現象進行分析。

6.分析實例，拯救瀕危木瓜

（1）分析實例，提出問題

如何讓木瓜擁有抗病毒的性狀？從哪兒獲得的提示？學生可能回答：轉基因，轉基因鼠。教師繼續提問：轉基因鼠中轉入的是什么基因？鼠表現出了什么性狀呢？學生帶著問題觀看教師錄制的微課——轉基因鼠的研制過程，之后結合課本回答問題于導學案任務二中，如圖2所示。學生回答：轉入的是大鼠生長激素基因；大鼠表現為生長速度快，體積大，說明基因控制性狀；在生物傳種接代的過程中，傳下去的是基因而不是性狀。學生通過從轉基因鼠中獲得的提示，認同木瓜也可以嘗試轉基因。

（2）拯救木瓜，拼接模型

教師向學生介紹我國華南農業大學科學家在前人的基礎上研究出了適合本土種植的轉基因番木瓜，引導學生閱讀轉基因番木瓜研制的大致過程：1998年我國華南農業大學將環斑病毒復制酶基因與載體結合后轉入普通番木瓜的基因組中，并運用生物學技術進行了組織培養，獲得了抗病毒番木瓜，成功阻止了環斑病毒的復制，大大提高了番木瓜的品質和產量。接著，教師再請學生嘗試以小組合作的形式用圖片模擬轉基因番木瓜的研制過程。多組學生能拼接出模型，如圖3所示。

教師評價指導并根據模型提問：本實驗中科學家研究的性狀是什么？控制該性狀的基因是什么？說明基因和性狀是什么關系？學生回答后，教師再提問：至此，我們可以通過什么技術來拯救木瓜？總結：在這場跨越70余年的斗爭中人類最終戰勝了病毒。

設計意圖：此部分內容較難，因此利用微課將研究過程生動形象地展示出來，有利于學生厘清基因與性狀的關系。將轉基因鼠的所學知識在拯救番木瓜情境中運用，有效實現了知識的遷移與應用，也利于學生建構出重要概念7.2，進而支撐大概念的構建。

7.明確關系，聚焦性狀與環境

教師提問：目前我國市場上銷售的木瓜大多為轉基因抗病品種，在我國各地大都有種植，例如紅心木瓜有云南、廣西、海南等不同產地。剛才我們品嘗木瓜發現云南的比廣西的略甜，都是同一品種為什么云南的更甜，與什么有關？學生分析得出：與環境有關，例如光照、溫差、海拔等。由此得出結論：性狀不僅受基因的控制還受環境的影響。教師組織學生完善思維導圖。

設計意圖：此部分內容較簡單，利用提問的方式學生就能回答出影響木瓜甜度的原因，有利于強化學生對生物的性狀還受環境影響的認識。該內容的學習也支撐著次位概念7.2.4的構建。

8.閱讀事跡，從中獲得啟發

組織學生閱讀兩代科學家研制“華農1號”轉基因番木瓜的辛路歷程，談感受，如圖4。

設計意圖：通過資料閱讀進行情感升華，認同科學家的付出和科研精神，教師在學生心中種下了一顆科學的種子，從而培養學生的態度責任素養，同時建構出次位概念7.2.6。

三、總結與反思

新課標中明確提出了如下學業要求：運用結構與功能相適應、生物與環境相適應的觀點，闡明基因組成和環境共同決定生物的性狀；通過實例分析，認識雜交育種、轉基因技術對人類生產生活具有巨大推動作用。新課標中在課程實施一欄建議：圍繞大概念組織教學內容和教學活動。在劉恩山的書籍中提到：只有在真實情境中解決問題時，學生所表現出來的必備品格和關鍵能力才能稱得上是核心素養。根據學業要求、課程實施建議及情境需求，我們設計了以拯救患病木瓜為情境主線的課程，利用事實性知識構建出次位概念。首先通過豐富的課堂活動，觀察、比較、品嘗木瓜認識性狀；接著通過調查活動總結出性狀和相對性狀的概念；之后檢測學生對遺傳變異的理解，再從轉基因小鼠到轉基因番木瓜的模型制作，以及通過木瓜的甜度差異分析得出性狀還受環境影響的結論，最后通過科學家研究轉基因番木瓜的辛路歷程進行態度責任的升華。本課以真實情境統領課堂，以一“境”到底的方式將多個事實性知識聯系起來，利用概念簡單交叉融合共同支撐重要概念，進一步構建出大概念。這樣的設計，能幫助學生深刻理解概念之間的內在聯系，促進學生對概念的應用與遷移，落實核心素養的培養，從而達到學業要求。